Технология адгезии Gecko приближается к промышленному использованию

В то время как на данный момент показались рукотворные устройства, вдохновленные лапами гекконов, разрешающие их обладателям медлительно взбираться по стеклянной стенке, возможные применения разработки адгезии гекконов выходят за рамки выходок в стиле Человека-паука.Исследователь из Технологического университета Джорджии изучает, как эту разработку вероятно было бы применить в правильных промышленных условиях, например, в роботизированных манипуляторах, используемых при производстве компьютерных микросхем.

«Существует множество способов применения адгезии гекконов в промышленных условиях, в особенности при работе с хрупкими материалами, такими как кремниевые пластины, используемые при производстве компьютерных процессоров», — сказал Майкл Варенберг, доцент Школы машиностроения Джорджа В. Вудраффа в Технологическом университете Джорджии. .Но перед тем как роботизированные манипуляторы и другие устройства смогут реализовать разработку адгезии гекконов, исследователям потребуется дополнительная информация о механических и физических линиях липких поверхностей, созданных человеком.В изучении, опубликованном 13 декабря в Journal of the Royal Society Interface, Варенберг рассмотрел конкретный тип липкой поверхности, напоминающей гекконы, и сузил диапазон углов, при которых материал будет крепиться посильнее и легче ослабить захват.Геккон получает личные неповторимые особенности благодаря применению мелких волосков, каковые взаимодействуют с поверхностями на межмолекулярном уровне.

Это процесс раз-два, в течении которого мелкие, похожие на пленку волоски прижимаются к поверхности и вступают в срезание. Затем они либо держатся за поверхность, либо легко освобождаются, в то время, в то время, когда их тянут в разные стороны.Чтобы воспроизвести этот процесс на фабрике с применением неестественной адгезивной технологии, исследователи должны узнать верные углы, под которыми направляться приложить нагрузку, чтобы получить или высвободить захват между манипулятором робота и силиконовой пластиной.

Команда Варенберга проверила поверхность с микроструктурой в форме стенки, отлитую из поливинилсилоксана и созданную для имитации свойства геккона к прикреплению. Их опробования показали, что оптимальный угол крепления варьируется от 60 до 90 градусов, в то время как микроструктура отделяется при нулевом упрочнении, в то время, в то время, когда угол отрыва достигает 140-160 градусов.

«Этот достаточно широкий диапазон для управления прикреплением и отрывом для этих стеновых микроструктур облегчит построение механического процесса с учетом этого допуска», — сказал Варенберг.Это имело возможность бы давать слово замену текущего метода, используемого в течении проверки и обработки кремниевых пластин в производстве компьютерных процессоров.

В манипуляторах роботов употребляются керамические патроны, каковые используют вакуумные или электростатические захваты для захвата и обработки пластин. Фактически сразу после установки керамические контактные штыри начинают изнашиваться из-за циклической нагрузки и высвобождают частицы, каковые вероятно смогут загрязнять обратную сторону пластины, что ведет к недочётам литографии на ее лицевой стороне.

«Эта реальность несовместима со стандартами чистоты, требуемыми в полупроводниковой индустрии», — сказал Варенберг. «Вместо этого было бы лучше использовать адгезионные микроструктуры геккона, по обстоятельству того, что они не вызывают повреждений пластин и не изнашиваются с течением времени».По словам Варенберга, следующие шаги в изучении включают упрощение разработки производства, работу с материалами промышленного класса, и изучение влияния окружающей среды и геометрических параметров поверхности.


Портал обо всем